北京時(shí)間12月20日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院馬歡教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的關(guān)于大腦生物能量神經(jīng)可塑性調(diào)控與認(rèn)知衰老的研究成果，發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
研究表明，機(jī)體衰老、發(fā)生神經(jīng)退行性疾病時(shí)，大腦的認(rèn)知能力隨之變差。馬歡團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在這種情況下，神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因偶聯(lián)也相應(yīng)變?nèi)酢?span style="display:none">Gsb流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM
“我們推測(cè)，是否可以通過(guò)提升神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因轉(zhuǎn)錄的效能來(lái)改善腦功能和認(rèn)知衰老？”論文共同第一作者、浙江大學(xué)副研究員李雯雯說(shuō)，在小鼠大腦進(jìn)行的轉(zhuǎn)基因操控支持這種可能性。當(dāng)小鼠大腦的神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因偶聯(lián)被抑制后，許多與衰老相關(guān)的神經(jīng)病理性改變，如能量短缺和認(rèn)知受損都會(huì)出現(xiàn)。
在此基礎(chǔ)上，馬歡團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了多種新型的靶向分子工具，對(duì)神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因轉(zhuǎn)錄進(jìn)行精準(zhǔn)改造和增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑制小鼠的神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因偶聯(lián)會(huì)導(dǎo)致其學(xué)習(xí)記憶失能。不過(guò)，在2個(gè)月時(shí)間內(nèi)持續(xù)增強(qiáng)這一偶聯(lián)機(jī)制，能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶過(guò)程中線粒體基因表達(dá)水平，提升大腦的生物能量，并在個(gè)體水平上顯著改善小鼠大腦的認(rèn)知功能。
“這為‘多思考’抗大腦‘衰老’提供了一定的理論依據(jù)。”李雯雯說(shuō)。
對(duì)人體而言，大腦無(wú)疑是最核心的“信息處理系統(tǒng)”，主導(dǎo)著思維與意識(shí)，起到維持記憶和情感等關(guān)鍵作用。生命體通過(guò)一系列精細(xì)復(fù)雜的神經(jīng)活動(dòng)，“指揮”大腦高效地利用寶貴的生物能量，并以低能耗實(shí)現(xiàn)海量信息的并行處理與存儲(chǔ)。這種能量調(diào)控機(jī)制是超級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)爭(zhēng)相模仿的目標(biāo)，也是當(dāng)前人類(lèi)科技尚未企及的巔峰。
生物腦的低能耗信息處理，能為制約人工智能發(fā)展的能源問(wèn)題提供哪些啟示？馬歡團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的整體供能方式，哺乳類(lèi)動(dòng)物大腦采用了一種獨(dú)特的“按需供能”策略，即在每個(gè)突觸（數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)）附近布置可被神經(jīng)活動(dòng)（信息處理）調(diào)控的線粒體“能量包”。信息處理過(guò)程中，線粒體通過(guò)突觸活動(dòng)驅(qū)動(dòng)其基因轉(zhuǎn)錄和蛋白合成，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元在信息交互的突觸附近“局部”能量供給的可塑性調(diào)控。
“揭示生命體這種基本的信號(hào)偶聯(lián)機(jī)制，可能是理解大腦可以高效低耗、并行處理復(fù)雜信息的關(guān)鍵，為當(dāng)前高速發(fā)展的人工智能在增強(qiáng)信息處理能力的同時(shí)減少能耗，提供了全新的啟示和發(fā)展方向。”馬歡說(shuō)。
北京時(shí)間12月20日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院馬歡教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的關(guān)于大腦生物能量神經(jīng)可塑性調(diào)控與認(rèn)知衰老的研究成果，發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
研究表明，機(jī)體衰老、發(fā)生神經(jīng)退行性疾病時(shí)，大腦的認(rèn)知能力隨之變差。馬歡團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在這種情況下，神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因偶聯(lián)也相應(yīng)變?nèi)酢?span style="display:none">Gsb流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM
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在此基礎(chǔ)上，馬歡團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了多種新型的靶向分子工具，對(duì)神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因轉(zhuǎn)錄進(jìn)行精準(zhǔn)改造和增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑制小鼠的神經(jīng)活動(dòng)-線粒體基因偶聯(lián)會(huì)導(dǎo)致其學(xué)習(xí)記憶失能。不過(guò)，在2個(gè)月時(shí)間內(nèi)持續(xù)增強(qiáng)這一偶聯(lián)機(jī)制，能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶過(guò)程中線粒體基因表達(dá)水平，提升大腦的生物能量，并在個(gè)體水平上顯著改善小鼠大腦的認(rèn)知功能。
“這為‘多思考’抗大腦‘衰老’提供了一定的理論依據(jù)。”李雯雯說(shuō)。
對(duì)人體而言，大腦無(wú)疑是最核心的“信息處理系統(tǒng)”，主導(dǎo)著思維與意識(shí)，起到維持記憶和情感等關(guān)鍵作用。生命體通過(guò)一系列精細(xì)復(fù)雜的神經(jīng)活動(dòng)，“指揮”大腦高效地利用寶貴的生物能量，并以低能耗實(shí)現(xiàn)海量信息的并行處理與存儲(chǔ)。這種能量調(diào)控機(jī)制是超級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)爭(zhēng)相模仿的目標(biāo)，也是當(dāng)前人類(lèi)科技尚未企及的巔峰。
生物腦的低能耗信息處理，能為制約人工智能發(fā)展的能源問(wèn)題提供哪些啟示？馬歡團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的整體供能方式，哺乳類(lèi)動(dòng)物大腦采用了一種獨(dú)特的“按需供能”策略，即在每個(gè)突觸（數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)）附近布置可被神經(jīng)活動(dòng)（信息處理）調(diào)控的線粒體“能量包”。信息處理過(guò)程中，線粒體通過(guò)突觸活動(dòng)驅(qū)動(dòng)其基因轉(zhuǎn)錄和蛋白合成，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元在信息交互的突觸附近“局部”能量供給的可塑性調(diào)控。
“揭示生命體這種基本的信號(hào)偶聯(lián)機(jī)制，可能是理解大腦可以高效低耗、并行處理復(fù)雜信息的關(guān)鍵，為當(dāng)前高速發(fā)展的人工智能在增強(qiáng)信息處理能力的同時(shí)減少能耗，提供了全新的啟示和發(fā)展方向。”馬歡說(shuō)。
本文鏈接：“多思考抗衰老”？浙大團(tuán)隊(duì)解析大腦調(diào)控機(jī)制http://m.lensthegame.com/show-2-9814-0.html
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